大气颗粒物特性及其环境影响胡敏教授课件.ppt

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1、颗粒物形貌和来源颗粒物形貌和来源一次来源天然源生物源：细菌、花粉、植物蜡森林大火、火山爆发、海盐沙尘、风扬尘人为源道路尘、建筑尘各种燃烧过程工业锅炉、机动车排放、餐饮、生物质燃烧二次来源SO2SO42-NOxNO3-NH3NH4+VOC挥发性有机物SOA二次有机颗粒物2燃煤飞灰（PM2.5）coal-burningflyash燃重油颗粒物dieselenginecombustion冶金粉尘（PM1）metalsmelter内燃机排放颗粒物gasolineenginecombustion3气溶胶粒子无处不在，无时不在。在大气中的浓度：质量浓度：TSP,PM10,PM

2、2.5。集中在积聚模和粗模态数浓度：污染城市高达105个/cm3。集中在核模和积聚模表面积浓度体积浓度粒径：跨4－5个数量级，从几个nm－100m。化学组成：几乎涵盖了所有化学组成浓度含量从g/m3-ng/m3多种采样和分析方法结合严格的QA/QC气溶胶粒径－浓度/化学组成－性质－影响颗粒物的物理化学特性物理特性粒径分布3nm–100m光学特性削光（散射、吸收）与粒径大小和化学成分有关动力学性质吸湿性Hygroscopicgrowthfactor电学性质化学组成无机组成：离子元素有机组成：ECOCWSOCOrganicSpeciationSOA,POA,POM,OM

3、大气颗粒物已成为我国城市大气的首要污染物随着大气污染控制和能源结构的改变，颗粒物污染越来越表现为细粒子和超细粒子的污染;空气质量标准TSPPM10PM2.5。02468100.010.1110100ParticleAerodynamicDiameter(µm)RelativeConcentrationAccumulationCoarsePM10PM2.5TSPPM0.1扬尘花粉硫酸盐硝酸盐铵盐有机碳化物元素碳重金属土壤元素碳UltrafineCondensationDroplet细粒子超细粒子粗粒子大气中各种颗粒物的粒径范围PM2.5PM10100m10mmH2O2

4、COCO2SO2等气体分子可吸入颗粒物PM2.5纳米级超细粉1mm预混火焰的烟炱风沙内燃机烟炱香烟等烟雾面粉，煤粉等静电除尘后的粉煤灰,冶炼灰等海风携带盐病毒细菌人呼吸道中沉积的颗粒燃烧升华后的凝结微粒nm地面扬尘INHALATIONPROPERTIES鼻腔口腔肺部支气管细、超细颗粒物进入人体的部位颗粒物空气动力学直径沉降量%颗粒物化学组成大气颗粒物几乎包含了自然界存在的所有元素海洋上空的气溶胶的化学元素组成与海水的元素组成相似；干净大陆气溶胶的元素组成与地壳物质的元素组成相似；城市大气气溶胶则不但包含了地壳中丰度很高的元素，还包括了各种各样的工业污染元素。化学特性化学成

5、分-大气化学过程：二次组分的转化机制。尤其是细和超细粒子中的二次组分PM2.5/PM10=40%-70%;(NH4++SO42-+NO3-+SOC)/PM2.5=40-70%化学成分-大气环境质量：PM2.5或PM10的化学组成，进而弄清来源(CMB源解析）化学成分-粒径：谱分布，不同模态颗粒物行为和来源化学成分-效应：气候变化IPCC报告中给出硫酸盐,EC/OC,mineraldust的辐射强迫，而不是PM2.5或PM10，与健康效应相关的有毒有害组分大气颗粒物污染与灰霾灰霾反映在能见度下降，能见距降低；是由于颗粒物对光的散射和吸收造成的，与颗粒物粒径大小有关，尺度参数

6、，0.1-1m有效削光，Mie散射。化学组成，不同化学组成折射率不同吸湿性有关，硫酸盐、硝酸盐和铵盐等吸湿长大到有效消光的粒径混合态：内混和外混，内混消光消光增强目前仅有的PM10不足以说明灰霾的成因，需要对细和超细颗粒物物理、化学和光学特性多种参数的同时测定。二次颗粒物的生成与区域灰霾Precursoremissionsdisperseintheatmosphere,convertintosecondaryparticlesthroughcomplexatmosphericchemicalreactions,thentravellongdistancestodepos

7、itinremoteareasfarfromtheirsource.光的散射和吸收降低大气能见度云凝结核致酸物质干沉降危害生态系统远距离输送区域性酸沉降区域及全球气候变化污染物载体携带有害有毒污染物进入呼吸道影响人体健康化学反应床多相化学反应PM2.5的环境行为及效应局地大气污染负面的健康效应城市能见度下降区域大气污染酸沉降，对湖泊、森林等生态系统造成危害水体富营养化，影响水体质量全球大气污染影响地球辐射平衡，以及全球变化气溶胶平流层臭氧损耗提供反应表面并催化，南极臭氧洞小粒子，大问题我国大气颗粒物物理化学特性Highligh